KR20020075785A - 합성 가스의 2 스테이지 냉각 방법 - Google Patents

Abstract

본 발명은, 임의 종류의 폐기물 생성물을 처리하고 활용하기 위한 방법에 관한 것이다. 본 발명의 방법에 따르면, 고체 및/또는 액체 형태의 임의 종류의 미판정 유해 물질, 미반응 유해 물질을 함유하는 산업 폐기물, 가정용 폐기물 및/또는 유해 폐기물 뿐만 아니라 산업 폐물에 단계식 열처리 및 열분리 또는 물리적인 변형을 실시한다. 본 방법에 의해서 수득된 고체 잔류물을 고온에서 액화시킨다. 또한, 본 발명의 방법은 일단 고온 반응기 내에 잔류하는 방출된 합성 가스에 물을 사용하여 쇼크 처리함으로써 150 내지 200℃로 냉각시킨 후에, 90℃ 미만으로 냉각될 때까지 물을 사용하여 제 2 쇼크 처리를 실시하는 것을 특징으로 한다. 제 1 스테이지를 실시한 후에, 합성 가스 내에 함유된 배치(batch)를 수증기의 존재하에서 황화수소로 변형시킨 다음, 이 황화수소를 가스 정제 스테이지에서 철 킬레이트에 의해서 제거시킨다.

Description

합성 가스의 2 스테이지 냉각 방법{2-STAGE COOLING PROCESS FOR SYNTHESIS GAS}

폐기물을 처리하기 위한 공지된 방법은, 환경을 파괴시키는 실질적인 요인인 증가되는 폐기물 문제에 대한 어떠한 만족스러운 해결책도 제시하지 않고 있다. 자동차 및 가전 제품과 같은 복합 재료 뿐만 아니라 오일, 배터리, 에나멜, 페인트, 독성 슬러지, 의약 및 병원용 폐기물로 이루어진 산업 폐기물을 규정된 처리 수단으로 합법적으로 엄격하게 분리시킨다.

한편, 가정용 폐기물은 사실상 모든 유형의 특수 폐기물 분획 및 유기 성분을 함유할 수 있는 미검토된 불균일 혼합물이며, 이것은 처리시에 환경에 미치는영향에 따라서 아직도 분류되지 않고 있다.

폐기물에 대한 처리 방법 및 회수 방법 중 하나는 폐기물 소각법이다. 공지된 폐기물 소각 플랜트에서, 처리시킬 물질이 약 1000℃ 이하의 광범위한 온도 영역을 통과한다. 이 온도에서, 후속적인 가스 생성 스테이지를 중단시키지 않도록 하기 위해서 광물성 잔류물 및 금속성 잔류물을 용융시키지 않는다. 잔류하는 고형물 고유의 에너지는 사용되지 않거나 부적절하게만 사용된다.

보다 고온에서 폐기물 지속 시간(dwell time)이 짧고, 비압축 폐기물 소각 물질 중의 다량의 고질소 소각 공기에 의해 필수적으로 다량의 분진이 생성되면, 염소화된 탄화수소의 위험한 형성이 촉진된다. 따라서, 이러한 이유로 인해 폐기물 소각 플랜트로부터의 폐가스를 보다 고온에서 후속적으로 소각시키려는 움직임이 있어 왔다. 분진 농도가 높은 성분이 함유된 마모성 및 부식성을 갖는 고온 폐가스가 열교환기를 통해 도입되기 때문에, 이러한 플랜트는 비용이 많이 든다. 열교환기 내에서의 상대적으로 긴 지속 시간 동안에, 함유된 분진과 결합하여 결국에는 막힘 및 기능 장애를 유발하며, 고독성 오염물의 처리가 요구되는 염소화된 탄화수소가 개질된다. 후속적인 손상 및 이들 제거 비용은 추정이 불가능하다.

종래 반응기를 사용하여 열분해시키는 현재 방법은 폐기물 소각과 유사한 넓은 온도 스펙트럼을 갖는다. 탈기 영역에서는 고온이 지배적이다. 아직까지 열분해되지 않은 처리용 물질을 예열시키는데 사용되는 자체 형성되는 고온 가스를 이로써 냉각시키는데, 이것은 마찬가지로 염소화된 탄화수소가 새로 형성되는데 적합한 온도 범위를 통과하기 때문에 위험하다. 환경적으로 안전하게 사용할 수 있는순수 가스를 제조하기 위해서, 열분해 가스가 일반적으로 정제 전에 열분해기(cracker)를 통과한다.

규정된 소각 및 열분해 방법은, 소각 또는 열분해 동안에 증발되는 액상 물질 또는 고상 물질이 소각 또는 열분해 가스와 혼합되어, 이들이 모든 오염물을 분해시키는데 필요한 반응기 내에서 상기 온도 및 지속 시간에 도달하기 전에 방출된다는 결점을 공통적으로 보유하고 있다. 증발된 물은 수증기를 형성하는데 유용하게 되어 있지 않다. 이러한 이유로, 폐기물 소각 플랜트인 경우에 일반적으로 소각 챔버가 후속적으로 연결되며, 열분해 플랜트인 경우에는 열분해 스테이지가 후속적으로 연결된다.

폐기물을 처리하고 활용하기 위한 방법이, 상기 결점을 방지하는 EP 91 11 8158.4호로부터 공지되어 있다. 여기에서는, 이 폐기물에 단계식 온도 적용 및 열분리 또는 물질 전환을 실시하여, 생성되는 고상 잔류물을 고온 용융물로 전환시킨다. 이렇게 하기 위해서, 처리시킬 물질을 압축된 하나의 패킷으로 압축시키고, 온도가 증가하는 방향으로 저온 스테이지에서 고온 영역으로의 온도 처리 스테이지를 통과시키는데, 상기 저온 스테이지에서는 인가 압력이 유지되면서 형태가 고정되며 반응기 용기 벽에 의해서 마찰 접촉이 이루어지고 유기 성분이 탈기되며, 상기 고온 영역에서는 처리시킬 탈기 물질이 가스투과층을 형성하고, 제어가능할 정도의 산소를 첨가하여 합성 가스를 생성시킨다. 그런 다음, 이 합성 가스는 고온 영역으로부터 방출되어, 추가로 활용될 수 있다.

고온 반응기의 미정제 합성 가스를 이렇게 방출시키는 것은, 냉각수를 고온미정제 합성 가스 스트림으로 주입하기 위한 주수 장치(water injection device)가 구비된 급속 가스 냉각용 가스 챔버에 고정하는 방식으로 부분 접속하기 위한 것이다. 쇼크 냉각으로 인하여 미정제 합성 가스가 임계 온도 범위를 매우 급속하게 통과하기 때문에, 이러한 급속한 가스 냉각(쇼크 냉각)에 의해서 개질된 오염물의 합성이 방지되며, 오염물이 더 이상 재합성되지 않는 온도까지 냉각된다. 또한, 이러한 냉각수를 미정제 합성 가스 스트림으로 주입함으로써, 가스 스트림내에 함유된 액체 입자 또는 고체 입자가 결합되어, 급속 냉각 후에 예비 세정된 미정제 합성 가스가 수득된다.

EP 91 11 8158.4호에 기재된 이러한 플랜트의 경우에, H₂S 뿐만 아니라 COS의 자취가 폐기물 내에 함유된 황 성분으로부터 형성되는데, 이들은 상기 형성된 합성 가스와 함께 기체 형태로 기화 영역 내에 잔류하고 있다.

미정제 합성 가스 내에 존재하는 H₂S 성분은 철 킬레이트와 함께 가스 세척물 중에 후속적으로 흡수되어 기본적인 황으로 산화되어서 미정제 합성 가스로부터 제거되는 반면, COS는 철 킬레이트에 의해서 부분적으로만 결합되고/되거나 분해된다. 비흡수된 COS는 합성 가스 내에 잔류하게 되고, 후속적으로 예를 들어 합성 가스를 열적으로 사용하는 동안에 SO₂로 변형되고, 대기중에 오염물로서 방출된다.

따라서, 본 발명의 과제는 유독한 SO₂가 방출되지 않으면서 수행될 수 있는 본 발명에 따른 처리 및 활용 방법에 의한 방법 및 장치를 제안하는데 있다.

이 과제는 청구항 제 1항에 따른 방법 및 청구항 제 12항에 따른 장치에 의해서 달성된다. 본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치의 유리한 전개는 각각의 종속항에 주어져 있다.

본 발명은, 미판정 폐기물, 미처리 폐기물, 산업 폐기물, 가정용 폐기물 및/또는 특수 폐기물이 고체 형태 및/또는 액체 형태의 임의의 오염물을 함유하는 모든 종류의 폐기물 및 산업 폐물을, 단계식 온도 적용 및 열분리 또는 물질 전환시켜, 처리하고 활용하기 위한 방법 및 장치에 관한 것이다.

보다 상세하게, 본 발명은 주위 환경으로 방출되는 폐가스에서 COS가 방출되는 것을 방지하기 위한 방법에 관한 것이다.

또한, 본 발명은 상기 방법에 적합한 장치에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 장치를 나타내는 도면이다.

도 2는 본 발명에 따른 급속 가스 냉각부를 나타내는 도면이다.

본 발명에 따른 방법은 EP 91 11 8158.4호에 기재된 방법과 내용면에서 이어지는 것으로서, 상기 간행물의 방법 및 장치는 본 출원의 공개 내용에 전적으로 포함되어 있다.

본 발명에 따르면, 상기 부과된 오염은 냉각을 목적으로 2 스테이지의 쇼크형 냉각 방식으로 고온 반응기내에서 생성된 합성 가스에 물을 적용함으로써 방지될 수 있다. 제 1의 쇼크형 방식으로 냉각시키는 스테이지에서, 합성 가스는 150 내지 200℃의 온도로 냉각되어, 소정 시간 동안 그대로 방치된다. 후속적으로, 90℃ 미만으로 냉각될 때까지 추가의 쇼크형 물 적용 공정을 효과적으로 실시한다.

쇼크형 방식으로 냉각하기 때문에, 합성 가스내에 다이옥신과 푸란이 개질될 가능성이 배제된다. 합성 가스가 제 1 스테이지에서 150 내지 200℃의 온도로 냉각됨으로써, 하기 반응식에 따라 수증기의 존재하에서 합성 가스내에 함유된 COS가 후속적으로 황화수소로 변형된다:

COS + H ₂ O → CO ₂ + H ₂ S

이렇게 변형시키기 위해서, 쇼크형 방식으로 상기 가스가 150 내지 200℃ 미만의 온도로 냉각되도록, 가스 부피에 따라 좌우되는 충분한 양의 물을 제 1 냉각 스테이지 중의 가스 흐름내로 유리하게 주입시킨다. 냉각수를 이렇게 주입함으로써, 냉각된 미정제 합성 가스에는 COS를 H₂S로 변형시키기 위해서 COS를 전환시키는데 필요한 높은 비율의 수증기가 이미 함유되어 있다.

후속적으로, 미정제 합성 가스의 최종 온도는 냉각수를 주입함으로써 제 2의 쇼크형 방식의 물 냉각으로 90℃ 미만이 된다.

황화수소가 미정제 합성 가스내에 현존하고 있고, 이것이 후속적인 가스 정제 스테이지에서 철 킬레이트에 의해서 제거되기 때문에, 미정제 합성 가스는 후속적으로 어떠한 COS-H₂S 성분도 함유하지 않게 된다. 미정제 합성 가스를 후속적으로 열처리하는 동안, SO₂의 형성도 방지되거나, 그렇지 않으면 열처리로부터 방출된 폐가스로부터 정상적인 SO₂성분이 제거된다.

주수 공정은 스위치 온 또는 오프시킬 수 있는 다중 노즐에 의한 2 스테이지의 급속 냉각에 의해서 효과적으로 실시된다. 이 경우, 합성 가스 내로 주입된 물의 양은 합성 가스의 목적하는 최종 온도가 제 1 물 냉각 스테이지에서는 150 내지 200℃로, 또는 제 2 물 냉각 스테이지에서는 90℃ 미만으로 달성되도록, 각 노즐을 스위치 온 또는 오프시킴으로써 제어할 수 있다.

본 발명에 따른 방법 및 본 발명에 따른 장치의 일부 실시예를 후속적으로기술한다.

도 1은 고온 반응기(10)를 사용하여 물질 재처리, 물질 전환 및 후속적으로 물질을 처리하기 위한 본 발명에 따른 장치를 도시하고 있다.

도 1에는, 잔류하는 폐기물 압축기(compacting press)로 도입시키는 방법이 도시되어 있다. 예를 들어 스크래핑 비히클(scrapping vehicle)로 사용된 것과 같은 공지된 폐기물 압축기와 그 구조가 상응하는 압축기(1)에 의해서 효과적으로 압축된다. 선회가능한 압축판(2)을 사용하여 혼합된 폐기물을 압축기(1)에 공급할 수 있다. 압축면(3)은 압축기의 공급 공간이 충분하게 개방되도록 좌측에 위치한다. 상기 압축판(2)을 도시된 수평 위치로 선회시켜서, 일차로 폐기물을 수직 방향으로 압축시킨다. 그 후, 압축면(3)을 연속적인 지면 배치 선상에서 도시된 위치로 수평으로 이동시키고, 폐기물 패킷을 수평 방향으로 압축시킨다. 이렇게 하는데 필요한 대향력(counter force)은 앞뒤로 이동가능한 대향판(counter plate)(도시되어 있지 않음)에 의해서 흡수된다. 압축 공정이 완료된 후에, 대향판을 빼내고, 압축된 폐기물 플러그를 추가로 우측으로 이동시킬 압축면(3)에 의해서 배치로(batch furnace)(6)의 미가열 영역(5)으로 삽입시켜서, 그것의 전체 내용물이 상응하여 추가로 전송되고, 재압축되어, 채널 또는 로 면과 압접된다. 그 다음, 압축면(3)이 좌측 단부로 복귀되고, 대향판이 이동하며, 압축판(2)이 파선으로 도시된 수직 위치로 역으로 선회한다. 압축기(1)는 재로딩할 준비가 되어 있다. 배치로(6)의 미가열 영역(5)으로 삽입된 폐기물 플러그는 충분히 압축되어 가스가 투과될 수 없다. 화염 및/또는 가열 슬리브(8)를 통하여 화살표 방향으로 유동하는 폐가스에 의해서 배치로가 효과적으로 가열된다.

로 채널(6)을 통하여 압축된 폐기물을 미는 경우에, 직사각형 횡단면의 가로 대 세로의 비가 2를 초과하도록 연결된 큰 표면에 의해서, 탈기 영역이 배치로(6)의 중심판쪽으로 확장된다. 고온 반응기(10)로 도입되자 마자, 탄소, 광물질, 금속 및 부분적으로 분해된 탈기가능한 성분으로 이루어진 혼합물이 형성되는데, 미는 동시에 일정한 압력을 인가함으로써 이 혼합물이 압축된다. 개구부가 고온 반응기(10)로 도입되는 영역 내의 상기 혼합물에 극고온 복사열 처리를 실시한다. 이것과 관련된 탄소화성체(carbonisation item) 중에 잔류하는 가스의 갑작스러운 팽창으로 이것이 럼프(lump)로 환원된다. 이렇게 하여 얻어진 고형물 유닛 로드는 고온 반응기 내에서 가스투과층(20)을 형성하는데, 이 투과층에서는 탄소화성체의 탄소층이 산소 랜스(lance)(12)에 의해서 초기에 CO₂또는 CO로 소각된다. 난류 중에 반응기(10)를 통하여 상기 층(20) 위를 유동하는 탄소화성 가스를 열분해시켜 독성을 완전히 제거한다. 합성 가스가 형성되는 동안, C, CO₂, CO 및 폐기물로부터 방출된 수증기 사이에 온도로 조절된 반응 평형이 이루어진다.

온도가 2000℃를 초과하는 층(20)의 코어 영역에서, 탄소화성체의 광물 성분 및 금속 성분이 용융된다. 밀도차로 인해서, 이들이 서로 포개져서 혼합된다. 예를 들어, 크롬, 니켈 및 구리와 같은 철의 일반적인 합금 성분들이 폐기물 중의 철과 함께 처리가능한 합금을 형성하고, 예를 들어 알루미늄과 같은 기타 금속 화합물이 산화되어, 산화물인 광물성 용융물을 안정화시킨다.

필요에 따라 가스 연료 버너(도시되지 않음)를 사용하여, 상기 용융물을, O₂랜스(13)에 의해서 도입된 산소 대기 중에서 1400℃를 초과하는 온도로 처리되는 후속적인 처리 반응기(16)로 직접적으로 주입한다. 함유된 탄소 입자가 산화되고, 용융물이 균일화되어 이것의 점도가 낮아진다.

수욕(17)으로 일반적으로 방출시키는 동안에, 광물질 및 철 용융물이 개별적으로 입자화된 후에, 이것을 자석에 의해서 분리시킬 수 있다.

안정화 영역을 형성하는, 고온 반응기(10)의 상부에서 생성된 미정제 합성 가스는 미정제 합성가스 관(30)을 통하여, 합성 가스가 쇼크 처리 방식으로 주수 공정에 의해서 90℃ 미만으로 2 스테이지로 냉각되는 용기 또는 챔버(14)로 도입된다. 가스 중에 함유된 임의의 성분(용융된 상태의 광물질 및/또는 금속)이 냉각수 중에 침전되고, 가스 부피가 감소되도록 수증기가 응축되어, 공지된 방식으로 배열되어 후속적으로 쇼크 냉각시킬 수 있는 가스 정제가 용이해진다. 필요에 따라 합성 가스 흐름을 쇼크 방식으로 냉각시키는데 사용된 물을, 예를 들어 침전기(32) 중에서 정제 후 냉각시키는데 재사용할 수 있는데, 결국 이것을 순환하여 반송시킬 수 있다. 냉각수를 미정제 합성 가스 흐름 중에 주입하여 미정제 합성 가스를 급속하게 냉각시키는 동안에, 액상 성분 및 고상 성분(분진 등) 뿐만 아니라 미정제 합성 가스로부터 방출된 가스 성분과 함께 흡수되는 냉각수를 미정제 합성 가스로부터 제거시킨다. 이것은, 예를 들어 초미세 가스 버블을 냉각수 중에 유화시키거나 미정제 합성 가스로부터 가스를 용해시킴으로써 효과적으로 실시된다.

챔버(14)에서, 90℃ 미만으로의 냉각이 2 스테이지 방법으로 효과적으로 실시된다. 제 1 스테이지에서, 합성 가스가 150 내지 200℃의 온도로 냉각되도록 물이 합성 가스에 주입된다. 그런 다음, 합성 가스 중에 함유된 COS가 H₂S로 변형될 때까지, 이렇게 냉각된 합성 가스가 이 온도에서 잔류한다. 후속적으로, 합성 가스를 90℃ 미만으로 냉각시키기 위해서 냉각수를 추가로 주입시킴으로써, 쇼크형 방식의 제 2의 급속 냉각 스테이지가 효과적으로 실시된다.

관(31)을 통하여 용기(14)로부터 침전 영역 중의 층상 분류기(32)로 냉각수가 도입되는데, 여기에서 예를 들어 부유 물질과 같은 그 내부에 함유된 고형물이 침전되고, 함유된 가스가 냉각수로부터 탈기된다. 따라서, 미정제 합성 가스를 냉각시키기 위하여 정제된 냉각수가 관(33)을 통하여 용기(14)로 한번 더 반송되어, 결과적으로 순환되어 도입된다.

챔버(14)중의 정제된 미정제 합성 가스는 관(30a)을 통하여 용기(14)에 잔류하며, 후속적으로 세척기(34), (34a), (34b) 및 (34c)중에서 미세하게 세척하거나 미세하게 정제시킨다. 이로써, 세척기(34a)내에서 H₂S가 미정제 합성 가스로부터 철 킬레이트에 의해 제거되어 순수한 황으로서 후속적으로 방출될 수 있는 세척 스테이지가 실시된다.

이렇게 하여 미세하게 정제된 합성 가스가 사용시에 예를 들어 가스 발생기(35) 중의 관(38)을 통하여 공급될 수 있거나, 그렇지 않으면 결함이 있는 경우에 연료와 함께 연소 챔버로 공급될 수 있는데, 이 연소 챔버에서 공기를 인위적으로 공급하면서 이들을 환경적으로 안전한 방식으로 소각시켜서 처리할 수 있다.

합성 가스에 COS 및 H₂S가 제거되어 있기 때문에, 합성 가스로부터 방출된 폐가스, 예를 들어 가스 발생기(35)로부터 방출된 폐가스에는 현저한 이산화황 성분이 더이상 함유되어 있지 않아서, 황성분이 더 이상 방출되지 않는다. 이들을 굴뚝(36)을 통하여 주위 환경으로, 직접 즉 폐가스를 정제시키지 않고 방출시킬 수 있다.

도 2에는 2 스테이지 급속 냉각이 실시되는 챔버(14)가 도시되어 있는데, 도 2에서 동일한 요소에는 도 1과 동일한 참조 번호를 사용하였으므로 이에 대해서 추가로 설명하지 않는다.

여전히 미정제된 합성 가스가 관(30) 및 중심관(101)을 통하여 챔버(14)로 도입된다. 중심관 내에, 물 노즐(105)이 구비된 제 1 주수 장치(103)가 배치되어 있다. 이 주수 장치(103)에 의해서 관(33a)을 통하여 냉각수가 공급되고, 중심관(101)내에서 합성 가스 흐름으로 냉각수가 분사된다. 각각의 물 노즐(105)을 스위치 온 또는 오프시킴으로써, 냉각수에 의해서 냉각된 합성 가스의 온도가 150 내지 200℃가 되도록 제어된다. 이렇게 하여 쇼크형 방식으로 150 내지 200℃로 먼저 냉각된 합성 가스관이 중심관(101)을 따라서 유동하면서, 합성 가스 내에 함유된 COS가 H₂S로 전환된다. 함유된 COS가 완전하게 분해될 경우에 합성 가스만이 급속 냉각의 제 2 스테이지로 도입되도록, 중심관(101)의 길이 또는 부피를 통하여 합성 가스의 지속 시간이 150 내지 200℃로 제어될 수 있다.

중심관(101)의 단부에, 중심관(101)을 둘러싸는 일정 부피의 챔버(14)로 합성 가스가 도입되고, 물 노즐(105a)이 구비된 제 2 주수 장치(104)를 통하여 물과 함께 분사되어, 쇼크형 방식으로 90℃ 미만의 온도로 냉각된다. 이로써, 주수 장치(104)에 냉각수 관(33b)을 통하여 냉각수가 공급된다. 상기 노즐(105a)을 통하여 여기에서 분사된 냉각수 양은, 각 노즐(105a)을 스위치 온 및 오프시킴으로써, 냉각된 합성 가스의 온도가 90℃ 미만이 되도록 제어될 수도 있다. 따라서, 합성 가스 내에서 다이옥신 또는 푸란이 어떠한 방식으로든지 개질되어 합성되지 않도록 할 수 있다.

따라서, 90℃ 미만으로 냉각된 합성 가스는, 도 1의 가스 미세 세척기(34) 내지 (34c) 방향으로 관(30a)을 통하여 챔버(14)에 잔류한다.

또한, 챔버(14)에는 오수통(102) 및 출구관(31)이 추가로 구비될 수 있는데, 이것을 통하여 주입된 냉각수가 수집되어 방출된다(도 1 참조).

Claims (21)

1. 미판정 폐기물, 미처리 폐기물, 산업 폐기물, 가정용 폐기물 및/또는 특수 폐기물이 고체 및/또는 액체 형태의 임의의 오염물을 함유하는 모든 유형의 폐기물, 및 산업 폐물을, 단계식 온도 적용, 열분리 또는 물질 전환시켜, 생성되는 고체 잔류물을 고온 용융물로 전환시키고, 처리용 물질을 배치식으로 압축 패킷(compact packet)으로 압축시킨 후에 온도가 증가하는 방향으로 온도 처리 스테이지를 통과시켜, 처리하고 활용하기 위한 방법으로서,

   인가 압력을 유지시키면서 형태가 고정되어 있고 반응 용기의 벽과 마찰에 의해서 접촉되는 하나 이상의 저온 스테이지, 처리용 물질로부터 합성 가스가 생성되고 가스 투과가능한 충전물을 형성하는 하나 이상의 고온 영역, 및 생성된 합성 가스가 방출되는, 충전물 상부에 위치하는 합성 가스용 안정화 영역을 구비하며,

   고온 반응기에서 방출된 직후, 방출된 합성 가스를 150 내지 200℃로 냉각될 때까지 제 1 쇼크형(shock-like) 방식으로 물을 적용하고, 후속적으로 90℃ 미만으로 냉각될 때까지 제 2의 쇼크형 방식으로 물을 적용함을 특징으로 하는 방법.
2. 제 1항에 있어서, 방출된 합성 가스가 제 1 물 적용 스테이지 및 제 2 물 적용 스테이지 사이에 약 150 내지 200℃에서 소정 시간 동안 잔류함을 특징으로 하는 방법.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 제 1 물 적용 스테이지 및/또는 제 2 물 적용 스테이지에 사용된 물의 양이 합성 가스의 부피 유량(volume flow)에 따라 제어됨을 특징으로 하는 방법.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서, 합성 가스로의 물의 적용이 다중 노즐을 통해 효과적으로 실시됨을 특징으로 하는 방법.
5. 제 1항 내지 제 4항 중 어느 한 항에 있어서, 각각의 스위치 온(on) 상태의 노즐에 의해 적용된 물의 양을 일정하게 유지하면서, 각 노즐을 스위치 온 오프(on-off)함으로써 적용된 물의 양을 변화시킴을 특징으로 하는 방법.
6. 제 1항 내지 제 5항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 물 적용 스테이지에 이어서, 합성 가스 내에 함유된 황화수소(H₂S)를 철 킬레이트에 의해 합성 가스로부터 제거시킴을 특징으로 하는 방법.
7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 인가 압력을 유지하면서, 형태를 고정시키고 반응기 용기벽과 마찰에 의해 접촉시켜, 정상 작동으로 산소가 배제된 하나 이상의 저온 스테이지를 통과시킴을 특징으로 하는 방법.
8. 제 1항 내지 제 7항 중 어느 한 항에 있어서, 정상 작동으로 100 내지 600℃의 온도 범위에서 저온 스테이지를 통과시킴을 특징으로 하는 방법.
9. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서, 정상 작동으로 산소를 첨가시키면서 고온 스테이지를 통과시킴을 특징으로 하는 방법.
10. 제 1항 내지 제 9항 중 어느 한 항에 있어서, 탄소 함유 충전물을 통과하는 경우에 이산화탄소가 일산화탄소로 환원되도록 이산화탄소에 계량된 양의 산소를 첨가함으로써, 정상 작동으로 충전물 중의 탄소 성분을 기화시킴을 특징으로 하는 방법.
11. 제 1항 내지 제 10항 중 어느 한 항에 있어서, 정상 작동으로 1000℃를 초과하는 온도에서 고온 스테이지를 통과시킴을 특징으로 하는 방법.
12. 다수의 열처리 스테이지를 구비한, 모든 유형의 처리용 물질을 재처리, 전환 및 후속 처리하기 위한 장치로서,

    산소가 배제된 하나 이상의 저온 스테이지, 및 1000℃를 초과하는 온도에서 산소가 공급되고 내부에 안정화 영역이 배치되어 있으며 생성된 가스 혼합물용 유출관을 구비한 하나 이상의 고온 스테이지를 포함하며,

    처리 스테이지의 모든 반응 공간이 폐쇄되지 않고 고정된 방식으로 서로 연결되고, 고온 스테이지에서 산소 공급 장치 및 연료 공급 장치가 제공되며,

    고온 스테이지의 가스 출구측이, 제 1 급속 가스 냉각 스테이지 및 가스 흐름으로 제 1 급속 가스 냉각 스테이지에 후속하는 제 2 급속 가스 냉각 스테이지에 연결되며, 이들 냉각 스테이지는 각각 냉각수를 가스 혼합물 또는 폐가스의 고온 흐름에 주입하기 위한 제 1 주수 장치(water injection device) 또는 제 2 주수 장치를 구비함을 특징으로 하는 장치.
13. 제 1항 내지 제 12항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 급속 가스 냉각 스테이지 및/또는 제 2 급속 가스 냉각 스테이지가 가스 혼합물 흐름에 주입되는 냉각수의 양 또는 냉각수의 유동 강도를 제어하기 위한 제어 장치를 구비함을 특징으로 하는 방법.
14. 제 1항 내지 제 13항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 급속 냉각 스테이지내 합성 가스가 약 150 내지 200℃로 급속하게 냉각되고/되거나 제 2 급속 냉각 스테이지내 합성 가스가 90℃ 미만으로 급속하게 냉각되도록, 주입된 냉각수의 양 또는 유동 강도가 제어될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
15. 제 12항 내지 제 14항 중 어느 한 항에 있어서, 제 1 주수 장치 및/또는 제 2 주수 장치가 물을 제 1 급속 냉각 스테이지 또는 제 2 급속 냉각 스테이지로 주입하기 위한 다중 노즐을 구비함을 특징으로 하는 장치.
16. 제 1항 내지 제 15항 중 어느 한 항에 있어서, 노즐이 스위치 온 오프될 수 있음을 특징으로 하는 장치.
17. 제 12항 내지 제 16항 중 어느 한 항에 있어서, 가스 정제용 장치가 제 2 급속 가스 냉각 스테이지 다음에 배치됨을 특징으로 하는 장치.
18. 제 1항 내지 제 17항 중 어느 한 항에 있어서, 가스 정제용 장치가 철 킬레이트에 의해 H₂S를 제거하기 위한 정제 스테이지를 구비함을 특징으로 하는 장치.
19. 제 12항 내지 제 18항 중 어느 한 항에 있어서, 제 2 급속 냉각 스테이지에 합성 가스 혼합물에 대하여 가스를 활용하기 위한 장치, 예를 들어 가스 모터, 발생기 등이 후속적으로 배치됨을 특징으로 하는 장치.
20. 제 12항 내지 제 19항 중 어느 한 항에 있어서, 저온 스테이지의 반응 공간이 수평적으로 배치되고, 직사각형 횡단면을 보유하는 외부적으로 가열된 배치로(batch furnace)를 구비하며, 이 배치로의 오븐 폭 대 오븐 높이의 비는 2를 초과하며, 로의 길이가 L_ofen≥5 √F_ofen(여기에서, F_ofen은 배치로의 횡단면이다)의 식으로 주어짐을 특징으로 하는 장치.
21. 제 12항 내지 20항 중 어느 한 항에 있어서, 고온 스테이지의 반응 공간이, 저온 스테이지의 반응 공간이 이것의 기부(base) 상에서 개구되는 수직축 로(vertical shaft furnace)로서 구성됨을 특징으로 하는 장치.